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Revista Controle & Instrumentação Edição nº 272 2022



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Mineração automatizada: garantia de segurança, qualidade e produtividade
 

 
 
 
O faturamento em 2021 – de R$ 339 bilhões, 62% superior ao registrado em 2020, resultante de 7% de crescimento no volume de minério produzido, atingindo 1,15 bilhão de toneladas, e de aumento dos preços das commodities no mercado global – mostra a força da mineração no Brasil. Também mede sua expressão pelo total de impostos arrecadados: no ano passado, foram R$ 117 bilhões, alta de 62,3%, sobre o mesmo período do ano anterior. A esses dados do Ibram – Instituto Brasileiro de Mineração –, agrega-se a previsão de investimentos de US$ 40,4 bilhões, até 2026, sendo 46% já em execução. Desse total expressivo, US$ 4,2 bilhões serão investimentos socioambientais, e US$ 36,2 bilhões, em produção e em infraestrutura, que demandam tecnologias diversas, que tornam a atividade mineira cada vez mais automatizada, integrando sistemas de controle com mecanismos de produção, plataformas digitais, protocolos de comunicação e integração de dados.
 
Constantino Seixas Filho, Managing Diretor da divisão Industry-X da Accenture Latam, lembra que a criação da Agência Nacional de Mineração foi importante para o setor, e está promovendo a digitalização de vários de seus processos, para agilizar o processo de outorga – ela lançou recentemente um edital para Transformação Digital do Programa de Outorga 4.0. A agência faz ponte, também, com os órgãos ambientais e tem formado quadros na área de auditoria e gestão de barragens de mineração. “Outra entidade que eu observo, que tem contribuído para o fomento de tecnologias digitais na indústria mineral, é o Mining Hub, com sede em Belo Horizonte, e do qual participam as empresas mineradoras, o Instituto Brasileiro de Mineração, e empresas de consultoria, serviços e tecnologia, que oferecem soluções para o setor, incluindo start-ups. Um dos programas mais conhecidos do Mining Hub é o M-Start, em que as empresas mineradoras divulgam problemas, para os quais buscam solução. Tanto as start-ups como as empresas de tecnologia podem propor soluções e, ao final, a proponente que tem seu produto aprovado fica com a propriedade intelectual da solução, e pode comercializá-lo no mercado. Fora do Brasil, o GMG – Global Mining Guidelines Group está criando uma série de documentos de referência para a indústria de mineração em assuntos relacionados à tecnologia, como mineração autônoma. Eles também estão dando apoio à padronização de baterias para uso em minas subterrâneas e de datasets, para divulgação para as comunidades de mineração e acadêmica, de modo que eles possam trabalhar na solução de problemas de interesse geral do segmento, no suporte ao desenvolvimento da companion specification do padrão PC-UA para mineração, entre outros”.
 
Os investimentos em tecnologia neste setor em atividade no Brasil desde o século XVII no Brasil tiveram início na década de 1980. Dos CLP (controladores lógico programáveis) até hoje, longo caminho foi percorrido até os atuais sistemas, que fazem setup automaticamente, agem preventivamente, e alertam o operador, em caso de necessidade de atuação, entre muitos outros benefícios. Ainda que não tenha sido pioneira na digitalização, a indústria de mineração está adotando fortemente uma agenda digital, e demonstra um forte momentum, adotando aquilo que outras indústrias já implementaram, e gerando um roadmap inovador em várias novas áreas. Essa onda de inovação começou principalmente na Austrália e numa empresa estatal de cobre no Chile, porém, agora, já alcança todas as geografias, estando muito forte no Brasil, Chile e Peru. Os projetos do setor apostam na Mineração autônoma; no que podemos denominar de iROC – Integrated Remote Operations Center, ou centros de operação remota – para substituir as salas de controle, e eliminar os silos entre as áreas de operação; APC – Advanced Process Control –, que implementa algoritmos de controle avançado para os principais processos; Gerenciamento de energia – englobando energia elétrica, diesel e outros itens da matriz energética; Data analytics; e Integração IT-OT, com forte ação no aumento da vulnerabilidade dos sistemas, o que tem trazido a necessidade de cuidar dos aspectos de cybersecurity. Cyberattacks a empresas mineradoras têm acontecido com graves consequências. Estamos muito ativos na área de proteção às redes integradas;
Julio Cesar Nery Ferreira, diretor de Sustentabilidade e Assuntos Regulatórios do Ibram, resume essa evolução comentando que, independentemente de a operação ser subterrânea ou a céu aberto, a supervisão estendeu-se “à extração e aos caminhões autônomos, que fazem todo o percurso da mina à planta de beneficiamento mineral, sem intervenção humana, e também para operações em áreas remotas, onde não há disponibilidade de mão de-obra especializada, para garantir a continuidade da operação”.
 
Segurança da operação, dos trabalhadores e da população do entorno são motivadores importantes para esses investimentos, que também promovem aumento da qualidade do minério e da produtividade da mina, além de redução dos custos e do desperdício.

Mais recentemente, após os problemas registrados com barragens a montante, que exigiram fortes mudanças na legislação, “tornando-a talvez uma das mais exigentes do mundo”, de acordo com Nery.

“Com a exigência legal de descaracterização das barragens a montante, aquelas que estão no nível 3 de emergência – além de controles em tempo real, sistemas de monitoramento que detectam qualquer possibilidade de movimentação, e alertam automaticamente – não podem ter pessoas, exigindo equipamentos autônomos controlados remotamente”, exemplifica o diretor do Ibram.
 
 
“As principais mineradoras estão monitorando automaticamente suas barragens de rejeito e outros ativos geotécnicos. Três mineradoras brasileiras construíram GMCs – Geotechnical Monitoring Centers, de onde várias barragens podem ser monitoradas. Os centros operam em regime 24x7. Além das barragens, hoje monitoramos os taludes da mina, os túneis das minas subterrâneas, as pilhas de rejeito, minerodutos e outros ativos. A instrumentação utilizada é muito sofisticada: piezômetros, inclinômetros, medidores de nível e vazão, turbidímetros, sismógrafos, estações meteorológica, radares, drones de inspeção, medição de deslocamento por satélite (InSAR), etc. A cada dia, incorporamos novos instrumentos a esse processo”, pondera Constantino.

O sistema de data analytics de barragens analisa todos os dados, identifica riscos e dispara TARPS – Trigger Action Response Plans, de acordo com a situação. Os geotécnicos possuem total visibilidade de todas as não conformidades, em tempo real. O sistema recomenda as ações e, num futuro breve, irá tomar as ações automaticamente. Se o sistema de gerenciamento detectar um risco muito grave, como no caso de concluir que existe risco iminente de rompimento da barragem, o sistema irá acionar as sirenes, pedindo a evacuação da área afetada, sem ter de escalar para outros níveis de decisão da empresa. Esse processo deve ser totalmente técnico. Esses investimentos nas barragens a montante vêm movimentando o setor, e são expressivos, apesar de finitos, reforça Nery, mas o Plano Nacional de Fertilizantes, recentemente aprovado, a médio prazo, deve estimular o setor de automação: “Têm projetos de minas com insumos para fertilizantes em andamento na região amazônica, por exemplo, para potássio, e no Ceará, para fosfato. O reflexo no mercado de automação deve acontecer a médio prazo, pois, os projetos são de longa maturação”.

Mineração 4.0

Da mesma forma que muitos outros setores da economia brasileira, a mineração legal está na rota 4.0, afinal, há muitos anos, não há mais trabalhadores dentro da mina, retirando minérios com uma picareta.
 
 
O setor, para permanecer competitivo, aplicou tecnologias ao processo, de modo a produzir mais rápido, mais barato e com sustentabilidade. Como frisa o diretor de do Ibram, “é necessário trabalhar na Mineração 4.0, e a transformação digital a ela relacionada. Os novos sistemas de gestão, os sistemas operacionais supervisórios das operações nas minas, e o uso intensivo de sensores e monitoramentos automatizados, estão revolucionando a segurança operacional, sendo um dos principais avanços da digitalização dos ativos. Estes sistemas são fundamentais para elevar a confiabilidade da operação de estruturas como as barragens de rejeito. Sua implantação leva a um melhor conhecimento do minério, das operações, permitindo melhor planejamento e, com isto, ganhos importantes em segurança operacional e produtividade”.

A manutenção também é beneficiada, pois, os equipamentos possuem recursos de autodiagnóstico, que informam em tempo real os problemas, antecipam algumas falhas, e aceleram o reparo, sinalizando o que precisa ser substituído. Ou seja, o próprio equipamento informa sobre o avanço e a disponibilidade de recursos, facilitando aumentar a qualidade dos instrumentos de trabalho em qualquer processo.

E mais: reduz o uso de combustíveis, o tempo para manutenção de equipamentos, os riscos ergonômicos e de acidentes, o absenteísmo, níveis de efluentes não aproveitados, consumo de água, impactos ambientais, e emissão de materiais no meio ambiente.
Agenda tem ESG em destaque

O estudo “Riscos e Oportunidades de Negócios em Mineração e Metais no Brasil”, da EY em parceria com o Ibram, entrevistou executivos de dez mineradoras do país, em março deste ano. No topo da agenda, estão as questões ligadas à descarbonização, ESG e licença para operar.

Existem centenas de projetos hoje, que são comuns a vários negócios de mineração, além dos já citados, como os de gerenciamento de estoques, de contabilidade de produção, etc. E uma nova onda de projetos está debaixo do guarda-chuva, do que chamamos ESG – Environment, Society and Governance.

Constantino destaca que a mineração passa por uma grande transformação, buscando colaborar de forma mais efetiva com as comunidades em torno da mina. Essas cidades possuem, em geral, uma grande dependência da atividade de mineração. A sociedade se preocupa com o futuro dessas cidades na hora em que a mina se exaure, e o trabalho termina. Esses lugares precisam desenvolver-se e se tornarem independentes do negócio principal, que tem tempo de vida determinado.

“Na área de sustentabilidade temos projetos de gerenciamento de energia, água, controle de emissões e efluentes, redução de pegada de carbono, etc. Empresas mineradoras são catalizadoras de grandes transformações na área de energia. Uma grande empresa multinacional lançou, no “Mining Indaba” – a principal conferência de mineração do continente africano, que ocorreu em Cidade do Cabo, na África do Sul, um caminhão fora de estrada, movido a hidrogênio verde, em substituição ao diesel. Isso é uma revolução que pode se tornar em um novo grande negócio para empresas mineradoras e para os países onde estão localizadas. No Chile e no Peru, existe escassez de água, e aprende-se a fazer uma mineração menos dependente desse insumo, que é caro, muitas vezes, oriundo de um processo de dessalinização. Em vários processos minerais, também se introduz um estágio de secagem dos rejeitos, para diminuir o fluxo de rejeitos para as barragens.
A Anglo American lançou um caminhão movido a hidrogênio, com capacidade de carga de 290 t, para a comunidade de mineração em geral. Conhecido como sistema nuGen Zero Emission Haulage, o caminhão movido a hidrogênio é adaptado de um veículo movido a diesel, empregando uma célula de combustível de hidrogênio híbrido, fornecendo cerca de metade da energia, e uma bateria a outra metade, para permitir a recuperação de energia da frenagem. O caminhão pesa 220 t, e tem capacidade de carga de 290 t, totalizando 510t.

A tecnologia permite que os caminhões funcionem com hidrogênio produzido no local, combinado com a energia da bateria. O hidrogênio entra na célula de combustível do tanque, e se mistura com o oxigênio para criar água, em uma reação química catalisada pela platina. Isso gera eletricidade que é usada para alimentar os motores que acionam as rodas, e a única emissão do veículo é o vapor de água. O projeto faz parte do programa Future Smart Mining da Anglo, envolvendo inovações passo a passo, onde as minas são integradas, automatizadas, neutras em carbono e usam muito menos água.

O lançamento de nosso caminhão nuGen fornece um caso real para a adoção e uso mais amplo do hidrogênio nas formas de transporte mais pesadas, para as quais o hidrogênio traz inúmeras vantagens sobre a tecnologia de bateria.

Os pontos relacionados à ESG envolvem mais especificamente o impacto nas comunidades locais (55%), a biodiversidade (35%), e a descarbonização (35%); e somam-se às questões que os governos podem pautar, em 2022: impacto da carga tributária sobre a indústria da mineração (55%), precificação de carbono (30%), e políticas de atração de investimentos (30%).

Esses são desafios interligados e, portanto, devem ser geridos em conjunto, dentro de uma agenda de sustentabilidade das organizações, que prioriza novos modelos de negócio, avanço de tecnologias autônomas, requalificação profissional, etc.

No caso da descarbonização da mineração, como explica Nery, “a mineração apresenta baixa emissão destes gases, o que também se constitui em oportunidade. Um exemplo de vantagem competitiva são os minérios de ferro do Brasil, que, pelos seus baixos teores de impurezas, geram menos escória, e consomem menos energia para sua redução, sendo por isto desejados pelos siderurgistas preocupados com a agenda ambiental”, destacando que, no mundo, “a produção de energia responde por 76% destas emissões, enquanto, no Brasil, este fator é de 19%, demonstrando uma maior utilização de fontes renováveis para o nosso país”.

Para o diretor do Ibram, além dos equipamentos autônomos, constantemente citados, “a mineração é uma indústria que respira inovação, desde a fase de pesquisa e exploração mineral, até a fase de fechamento de mina, e a inovação é chave, na transição energética e na mineração 4.0, e o setor vive da pesquisa aplicada”.

Entre as boas práticas, Nery lembra que a “iniciativa das mineradoras, ancorada no Ibram, de instalação e operação do Mining Hub, o primeiro hub setorial no mundo, é peça fundamental nesta estratégia”.

Reconhecendo a importância da transformação digital no suporte a todas essas necessidades, Julio Nery recomenda: “Esta digitalização deve ser sempre inclusiva, e esta inclusão deve buscar aqueles que vivem próximo das nossas operações, e também o jovem. A mineração já possui bons exemplos do desenvolvimento deste capital humano, com o potencial ampliado pela experiência do trabalho off-site na Pandemia”.

Também a TI industrial na área de mineração é muito evoluída. Constantino lembra que o setor adotou o historiador há mais de 20 anos. Em seguida, a mineração implementou os sistemas de gestão de produção (MES), tanto na mina e beneficiamento, como na área de portos e logística, e implantou sistemas APS – Advanced Planning & Scheduling, de forma a realizar o planejamento integrado de toda a cadeia de produção, e buscando otimizar uma função objetivo global, e não os processos unitários. O APS trouxe grandes benefícios, como a promoção do blending de produtos, ao longo da cadeia. Todas a mineradoras possuem dashboards para gerenciamento de KPIs para cada aspecto do negócio.
“Os digital-twins são muito comuns na mineração para vários objetivos. Existem digital twins na mina, que representam o pit em 3D, e mostram a posição de cada componente da planta móvel: escavadeiras, carregadoras, caminhões, bulldozers, etc. As condições dos taludes são mostradas na mesma visão, enfatizando as áreas de risco, os caminhos de desvio, etc. Informações, como o payload de cada caminhão, pressão e temperatura de pneus, e outras informações da condição do equipamento, também são visualizadas. Existem simuladores para cada circuito mineral, que são usados para estudos de estratégia de processo e de controle. Hoje, toda uma planta de beneficiamento mineral pode ser simulada, antes da sua construção, para verificar se a sua performance está de acordo com o planejado, ou se modificações devem ser feitas, ainda em tempo de projeto. Nós usamos também modelos de inferência para calcular variáveis difíceis de medir (soft sensors). Outro tipo de digital twin, muito utilizado, são os equipamentos virtuais, que simulam a operação de locomotivas, caminhões, ship loaders, retomadoras de minério e outros equipamentos. Isso é usado como para treinar os operadores, antes que eles operem as máquinas reais, como os “simulador de voo”, utilizados na aviação. Estamos usando digital twins na manutenção, treinamentos de segurança, treinamento de operadores de processo, simulação de um colapso na barragem de rejeito, etc. Os gêmeos digitais permitem realizar análises what-if de situações operacionais e escolher a melhor alternativa de solução, sem trazer risco para a planta. Só colocamos no ar aquilo que foi simulado e testado, e que demonstrou resultados tangíveis na planta virtual”, conta o diretor da Accenture.


Investimentos

Até 2026, estão projetados US$ 40,4 bilhões em investimentos, sendo que, segundo o Ibram, 46% já estão em andamento. Desse total, US$ 4,2 bilhões direcionam-se a projetos socioambientais, e US$ 36,2 bilhões em produção e em infraestrutura. AngloGold Ashanti, Samarco, Vale e Anglo American estão entre as mineradoras que se destacam no desenvolvimento e na aplicação de tecnologias digitais.

No caso da AngloGold Ashanti, o foco está nas operações autônomas e semiautônomas, assim como no desmonte remoto de rochas. As ações começaram em meados de 2016, na mina Cuiabá, localizada em Sabará/MG. O projeto exigiu a implementação de mais de 17 km de fibra óptica, além de vários repetidores de sinal e switchs. Foi criada uma rede wi-fi específica para cada atividade, seja perfuração, detonação ou alguma outra utilizada na mina. Um sistema de telemetria – o primeiro a ser utilizado em uma operação subterrânea no Brasil –, permite o monitoramento remoto de equipamentos, contribuindo para a manutenção preventiva. A perfuração autônoma é realizada a mais de mil metros da superfície, em especial durante as trocas de turno, no horário noturno, e durante as operações de detonação na mina. Os equipamentos – equipados com sensores que garantem a segurança da operação, paralisando-a automaticamente, caso ocorra alguma falha mecânica, ou se verifique o acesso de pessoas ou equipamentos na área de operação – inclusive executam furos de produção (furos longos e verticais), de maneira automática e trocas automáticas das ferramentas de perfuração.

A rede wi-fi também é utilizada para realizar detonações remotas, a partir do nível 11 da mina, em sala dedicada próxima ao Shaft. O sinal, enviado pelo blaster, e que também pode ser emitido a partir da superfície, dispara a corrente elétrica em direção aos explosivos, otimizando o ciclo de detonação da mina, reduzindo em até 15 minutos seu período de execução, em relação ao método tradicional.

Hoje, 35% dos desmontes de rocha dessa mina são feitos de modo remoto, mas esse percentual, até o segundo semestre de 2022, com a extensão do processo à área de desenvolvimento, atingirá os 90% das detonações.

Os benefícios derivados da aplicação dessas tecnologias vão além da segurança, e englobam, por exemplo, estabilização dos processos produtivos, aumento da produtividade e maior assertividade nas intervenções de manutenção.

Experiências de sucesso

A busca pelo aumento de desempenho dos processos e consequente melhoria dos produtos e da competitividade no mercado de minério de ferro foram os propulsores da Samarco para implantar, em 2021, no Porto de Ubu/ES, o Sistema de Controle Avançado de Processo (SCAP) no Forno 4 e no Pelotamento 4


Os resultados computados mostram que o uso do SCAP rapidamente “reduziu a variabilidade do processo de pelotização e o consumo de gás no forno”, afirma Luis Alberto Sfalsin Passos, engenheiro de Processo Sênior da Samarco. Analisando o período de 01 de fevereiro de 2021 a 01 de maio de 2021, que engloba o antes e o depois da implantação, no Pelotamento “houve redução de 50% no desvio padrão, e aumento estatisticamente significativo, após otimização de algumas variáveis, de 1,2% na média do percentual de pelotas cruas entre 8 a 16 mm, conhecida como faixa granulométrica. Nesse mesmo período, foi registada redução de 43% na variação, e uma redução de 17% na média do consumo de gás do Forno 4, estatisticamente significativa”, garante Passos.


 
O engenheiro de Processo Sênior da Samarco destaca que o SCAP realiza o controle dos processos de forma autônoma e inteligente, e foi implantado “para solucionar problemas de variação, aumentando a capacidade de os processos atingirem um determinado valor-alvo sem ultrapassar os limites de especificação, abrindo espaço para otimização do processo. Estas ações aumentam a segurança das operações, reduzem custos, otimizam a produção e a qualidade do produto final”.

Os sistemas, na maioria dos casos – comenta Passos – “não necessitam de muita infraestrutura para o funcionamento. Frequentemente, a instalação de um servidor e softwares para interface OPC, geralmente instalados na rede TA, são suficientes. Em casos particulares, a utilização de instrumentação analítica pode ser necessária, como por exemplo analisadores de imagens, analisadores químicos online, entre outros.

Em dezembro de 2021, a Samarco instalou rede privada de IIoT para monitorar a carga das baterias das lanternas marítimas e a posição geográfica, via GPS, das boias de sinalização náutica. No total, são 10 lanternas sendo monitoradas, transmitindo sinal de falhas, estado ligado/ desligado, nível de carga das baterias e localização GPS.”
 
Luciano Rocha, engenheiro de Automação Sênior da Samarco, descrevendo a solução, afirma que “a cada 30 minutos, a remota envia informações sobre falhas, estado ligado/desligado e nível de carga de bateria. E, a cada uma hora, a remota envia a localização da lanterna. O tempo de envio de dados pode ser alterado, de acordo com as necessidades do porto”.
 
Outra característica do sistema destacada por Rocha envolve o fato de que “as baterias são normalmente recarregadas por painéis solares. A troca de baterias será feita apenas quando a plataforma de monitoramento alertar que ela está com carga em nível crítico, ou a equipe de gestão de ativos determinar que as mesmas se encontram em final da vida útil. Algumas condições diversas afetam o carregamento das baterias, como: condições climáticas, fezes de pássaros (que sujam o painel solar), e envelhecimento da bateria”.
 
 

Resultado de investimento de R$ 90 mil em equipamentos, sendo que os serviços foram executados com mão-de-obra interna, a arquitetura da solução compreende remota interligada à placa eletrônica da lanterna, através de três circuitos, elaborados e construídos internamente, que coleta os sinais de falha, estado ligado/desligado e nível de carga da bateria, e envia a comunicação via rede IIoT até a gateway, através do protocolo de comunicação LoRaWAN. Os dados recebidos pelo gateway são publicados na plataforma de monitoramento, via protocolo de comunicação MQTT. Existe um middleware (software), feito em node-red, que lê as informações da gateway, e as reenvia para a plataforma de monitoramento no formato e endereços necessários.
 
 
Como resultado, “o monitoramento e a análise de dados ocorrem da seguinte forma: os dados são publicados na plataforma de monitoramento, que é um portal na internet (nuvem). Neste portal, é possível acessar o registro das informações enviadas pelas remotas, o estado atual de cada lanterna (de acordo com a última informação recebida), além de poder gerar um gráfico para visualizar os ciclos de carregamento e descarregamento de cada bateria”, resume Rocha. “As plantas da Samarco que se encontram em operação são totalmente automatizadas com sistema híbrido. Em se tratando de sistemas de controles avançados, os atualmente em operação podem ser identificados na Figura 1”, informa Passos.
 
 
A Vale deve investir US$ 45 milhões, até o final deste ano, para colocar em operação mais três caminhões, duas máquinas de pátio, e cinco perfuratrizes, todos autônomos, em Carajás/PA, além de mais um caminhão em Brucutu/MG, e três perfuratrizes em Itabira/MG. Esses equipamentos somam-se aos autônomos presentes nas operações de Carajás/PA e Brucutu/MG, e às entregas realizadas em janeiro, fevereiro e abril, compreendendo, respectivamente, a 18ª máquina do pátio autônomo no Terminal Marítimo de Ponta da Madeira, em São Luís/MA; a 11ª perfuratriz, em Itabira/MG; e o pátio autônomo, no Terminal Ilha Guaíba, em Mangaratiba/RJ. No total, já são 72 equipamentos operando no Brasil, sendo 24 caminhões fora de estrada, 18 perfuratrizes e 30 máquinas de pátio, operando de forma autônoma. Até o final do ano, com os investimentos finalizados, serão 86. Com o avanço dos autônomos, cerca de 300 já empregados deixaram de atuar em áreas sujeitas aos riscos inerentes à operação, como as cavas das minas e os pátios de estocagem, nos Estados de Minas Gerais, Pará, Rio de Janeiro e Maranhão.
 
se aos autônomos presentes nas operações de Carajás/PA e Brucutu/MG, e às entregas realizadas em janeiro, fevereiro e abril, compreendendo, respectivamente, a 18ª máquina do pátio autônomo no Terminal Marítimo de Ponta da Madeira, em São Luís/MA; a 11ª perfuratriz, em Itabira/MG; e o pátio autônomo, no Terminal Ilha Guaíba, em Mangaratiba/RJ. No total, já são 72 equipamentos operando no Brasil, sendo 24 caminhões fora de estrada, 18 perfuratrizes e 30 máquinas de pátio, operando de forma autônoma. Até o final do ano, com os investimentos finalizados, serão 86. Com o avanço dos autônomos, cerca de 300 já empregados deixaram de atuar em áreas sujeitas aos riscos inerentes à operação, como as cavas das minas e os pátios de estocagem, nos Estados de Minas Gerais, Pará, Rio de Janeiro e Maranhão.
 
 
“Os autônomos estão tornando os processos mais estáveis e alinhados com os padrões de segurança, apoiando a Vale, na sua ambição de se tornar referência em segurança na mineração”, explica o gerente do programa de autônomos da Vale, Pedro Bemfica. “Além disso, a introdução da tecnologia digital vem tornando os empregados ainda mais preparados para a tendência de transformação da indústria”.

E os ganhos da inserção dessas máquinas na operação da Vale são muitos. Por exemplo, desde a implantação dos autônomos, não foi registrado nenhum acidente envolvendo pessoas. No caso dos caminhões, situações de risco, como tombamentos e colisões, foram eliminadas: ao detectar riscos, os caminhões paralisam suas operações, até que o caminho volte a ser liberado, porque os sensores do sistema de segurança são capazes de detectar tanto objetos de maior porte, como grandes rochas e outros caminhões, até seres humanos que estejam nas imediações da via.

A tecnologia também traz ganhos ambientais. Em Itabira, as perfuratrizes autônomas apresentaram redução de 7,3% de combustível, em comparação às tripuladas, o que corresponde a cerca de 1.200 litros de combustível por ano, e equivale a 2.966 tCO2 a menos na atmosfera.
 
 
Já nos caminhões de Brucutu, os pneus tiveram um acréscimo de 25% na sua vida útil, levando a um menor descarte de resíduos. O aumento da vida útil dos motores também foi de 25%, proporcionando redução de custo significativa para a empresa, pois, cada troca de motor custa R$ 2,5 milhões.

A velocidade máxima dos caminhões em Brucutu, que era de 40 km/h, chegou a 60 km/h. A produtividade horária, medida pela quantidade de minério de ferro transportada por hora, teve aumento de cerca de 10%.

Nos pátios autônomos de Carajás, também já foi possível medir os ganhos de eficiência. Em dois pátios da usina 2, durante o processo de empilhamento e recuperação do minério, houve uma queda de 90% em desvios operacionais, como a formação de pilhas de minério fora do padrão.

A implantação dos autônomos nas operações está sendo acompanhada de planos de qualificação dos empregados, para atuarem com as novas tecnologias – executando as mesmas funções de uma forma diferente, interagindo com os veículos autônomos, ou funções novas, como projetista de pistas de caminhões –, tornando-os mais preparados para a mineração do futuro.
 

Automação beneficia pessoas e meio ambiente

Aplicar a inovação à melhoria da vida das pessoas e transformar o futuro em conjunto com a sociedade são metas definidas pela Vale e materializadas, via iniciativas em segurança, produtividade e agenda de baixo carbono. Especificamente, as ações voltadas à segurança estão agrupadas, desde 2021, no Programa de Transformação de Segurança, que tem três objetivos principais: criar iniciativas para garantir processos seguros; acelerar a implantação de controles na operação; e remover pessoas de atividades de risco, utilizando técnicas de operação remota, autônomos e robótica.

Sendo assim, integram o escopo do programa, por exemplo, projetos para implantação de veículos autônomos, desenvolvimento de sistemas de detecção de fadiga em operadores, e uso de realidade aumentada para inspeções e manutenções.
 
Requisitos de Atividades Críticas (RAC) também visam a preservar a vida das pessoas, afirma Rudson Souza, engenheiro de Segurança do Trabalho da Vale, esclarecendo que “esses requisitos são parte integrante das medidas de controle, estabelecidas dentro do gerenciamento de riscos das nossas áreas, e estão divididos em Instalações e equipamentos; Procedimentos; e Capacitação”.
 
Entre os 11 RAC existentes, o RAC 7 – Proteção de máquinas, lançado em 2022, que estabelece requisitos mínimos para proteção de máquinas e prevenção de acidentes nas atividades de aquisição, instalação, comissionamento, operação e manutenção. Os níveis de proteção envolvem, desde grades e anteparos, a portas com circuito de intertravamento, barreira de luz, scanner, controladores, atuadores, sensores, assim como dispositivos de parada de emergência.

Também no quesito segurança no diaa-dia dos colaboradores da empresa, o Instituto Tecnológico Vale adaptou robôs para a inspeção de equipamentos nas usinas de beneficiamento de minério, evitando o acesso dos empregados ao interior desses equipamentos, e reduzindo os riscos de confinamento. A tecnologia já pode ser usada em moinhos de bola e britadores, por exemplo. Além disso, em locais como as linhas de transmissão de energia, a inspeção é feita por drones, evitando também o risco aos empregados.

Já em parceria com a equipe da mina de Salobo, o Instituto Tecnológico Vale adaptou um dos modelos de drone para dispersar etiquetas de RFID, em áreas onde foram realizados desmontes de rochas. A invenção evita que empregados acessem a área para colocar as etiquetas manualmente, e coletar dados sobre a composição desse material para controle de qualidade de minério. Os drones ainda são úteis para levantamento topográfico da mina, mapeamento de pátio de produtos, e lançamento de cabos elétricos. Existem muitos desafios por conta da necessidade de expandir um negócio num ambiente de crescentes exigências ambientais, provocando o mínimo impacto ao meio ambiente, e para as comunidades, durante e depois da atividade mineradora.

Custos crescentes de água, energia elétrica, diesel e insumos são outro desafio. Por isso, várias empresas do setor estão tornando-se também empresas geradoras e gerenciadoras de energia, o que é algo muito positivo, para trazer independência ao negócio e para reduzir os custos de produção, principalmente para os negócios eletrointensivos: produção de alumínio, zinco, níquel, ferro-ligas, etc.

“Mineração é hoje um negócio em que a tecnologia traz um enorme diferencial competitivo. Quem não iniciou seu processo de transformação digital está sofrendo com a perda de competitividade. Estamos em um momento muito especial dessa indústria, e esperamos tornar realidade muitos dos sonhos que nós engenheiros tivemos, nas décadas passadas. A mineração está se movendo, e rápido”, frisa Constantino.

O novo surto de demanda de commodities pela China, o aumento de consumo de novos metais, como as terras raras, necessária para a área de alta tecnologia, lítio, níquel, nióbio para produção de baterias, e a lata de demanda por fertilizantes (potássio, fósforo e produtos nitrogenados), necessários para gerar os alimentos para uma população crescente e urbanizada, estão turbinando o setor. Esse crescimento não deve parar, apesar de apresentar fases de volatilidade. A mineração será a cada dia mais high-tech, e está buscando novas fronteiras como a mineração submarina e de asteroides. Isso pode parecer uma ideia futurista, mas mineração submarina não é o que se faz no Pré-sal? Essa necessidade está atraindo novas empresas mais ligadas à indústria aeroespacial e de alta tecnologia para a área de mineração, e vai trazer um grande aumento dos investimentos.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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